Ein internationales Forschungsteam hat die Zellfunktion einer neu entdeckten Algenart untersucht: Streptofilum arcticum. Diese Alge wurde kürzlich in der arktischen Tundra auf Spitzbergen sowie in Dünen an der Ostseeküste nachgewiesen und offenbart eine größere Verbreitung als zuvor angenommen. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift Environmental Microbiology veröffentlicht worden, wo das Team von der TU Bergakademie Freiberg, den Universitäten Rostock und Innsbruck sowie dem Nationalen Akademie Institut Kiew zusammenarbeitete. Ihre Forschungsarbeit beschreibt die einzigartigen Eigenschaften dieser Algenart umfassend und stellt eine wichtige Verbindung zu den evolutionären Veränderungen dar, die den Übergang vom Wasser an Land ermöglichten.
Streptofilum arcticum zeichnet sich durch eine flexible Zellwand aus, die sich bei Wassermangel zusammenzieht und sich bei ausreichender Wasserverfügbarkeit ausdehnt. Diese Anpassungsfähigkeit könnte nicht nur eine Schlüsselrolle bei der Erklärung des evolutionären Übergangs von Wasserlebewesen zu Landpflanzen spielen, sondern auch als wertvolles Hilfsmittel bei der Anpassung an sich verändernde Klimabedingungen fungieren. Das Team hebt hervor, dass solche biologischen Anpassungen entscheidend sind, um in extremen Lebensräumen mit Trockenheit, Temperaturschwankungen und UV-Strahlung zu überleben.
Biologische und physiologische Merkmale
Die Entdeckung umfasst auch die phylogenetische Einordnung der Algenart im Kontext anderer Vertreter der Streptophyten. Streptofilum capillatum, ein anderer Verwandter, wurde vor wenigen Jahren beschrieben und bildet bereits heute einen phylogenetisch tiefen Zweig innerhalb dieser Gruppe. Beide Algenarten zeigen bemerkenswerte molekulare und morphologische Charakterisierungen. Insbesondere Streptofilum arcticum weist eine sarcinoide Morphologie und eine massive Zellabdeckung aus piliformen Schuppen auf, die in einer umfassenden charakterisierten Analyse ermittelt wurden. Diese ermöglicht es der Algenart, unter variierenden Umweltbedingungen zu gedeihen.
Die Studie zeigte zudem, dass Streptofilum eine breite Temperaturtoleranz von 5 bis 40 Grad Celsius aufweist. Sie können sich schnell von Austrocknungsperioden erholen und führen eine effektive Photosynthese auch bei schwachem Licht durch. Während die Algen auch UV-Bestrahlung tolerieren, konnte festgestellt werden, dass nur S. capillatum unter direkter UV-Exposition wächst. Diese Leistung macht die Algenart besonders anpassungsfähig an wasserarme Lebensräume, insbesondere in arktischen Biokrusten und Sanddünen.
Potenzial in der Biotechnologie
Aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeiten, Mykosporin-ähnliche Aminosäuren zum Schutz gegen UV-Strahlen zu produzieren, bieten diese Algenarten auch vielversprechende biotechnologische Anwendungen. Wissenschaftler sehen Potenzial für den Einsatz von UV-beständigen Substanzen in Bio-Sonnenschutzmitteln. Das Forschungsteam plant außerdem weitere Untersuchungen zur Verbreitung und den präzisen Zellfunktionen von Streptofilum arcticum, um weitere Erkenntnisse über die Anpassungen dieser Organismen an extreme Umgebungen zu gewinnen.
Zusammenfassend deckt die aktuelle Forschung nicht nur neue phylogenetische Erkenntnisse ab, sondern schärft auch das Verständnis für die evolutionären Mechanismen, die das Überleben in variierenden Lebensräumen ermöglichen. Die Arbeit des Forschungsteams erweitert somit das Wissen über die frühesten Abstammungslinien von Pflanzen, die entscheidend für das Verständnis der Pflanzenentwicklung zur Landbewohnung sind. Die Volltextveröffentlichung zum Thema finden Sie in der Studie von Glaser et al. (2024).
Für weiterführende Informationen über diese bedeutende Entdeckung und deren wissenschaftlichen Kontext können Sie die entsprechenden Publikationen überprüfen: Universität Rostock, CiteDrive, und DBG Phykologie.
